长期放牧改变了草地生态系统的土壤资源可利用性和微生物生物量化学计量.研究放牧荒漠草原土壤化学计量不平衡与微生物碳利用效率(CUE)的关系,有助于从微生物视角理解土壤碳动态.本研究依托2004年建立的内蒙古短花针茅荒漠草原长期放牧实验平台,以围封禁牧为对照,设置重度、中度和轻度放牧处理,测定了 土壤有效养分、微生物生物量及其获取的相关酶活性,并利用生态化学计量法对土壤微生物CUE进行计算.结果表明:与对照相比,放牧抑制了土壤微生物CUE,降幅为1.0％～10.3％;土壤C∶N不平衡在中度放牧处理下显著增加20.6％,C∶P不平衡和N∶P不平衡在重度放牧处理分别显著增加20.7％和25.2％,这表明土壤微生物群落更容易受N、P限制.土壤微生物群落通过调节元素阈值计量比和胞外酶的产生来维持自身化学计量平衡.结构方程模型结果表明,化学计量不平衡通过改变元素阈值计量比、微生物生物量化学计量和酶化学计量间接影响微生物CUE.

目的:分析胆道闭锁葛西手术后临床病理学特点及肝内免疫细胞浸润情况。方法:纳入2017年6月至2019年3月行肝移植术患者28例，其中胆道闭锁组20例(分为未行葛西术亚组10例，葛西术后亚组10例，后者胆汁淤积消退)，对照组8例，比较其临床及病理学形态特点。肝组织切片行CD3、CD4、CD8、CD20、Foxp3、白细胞介素-17A免疫组织化学染色及定量分析。上述指标中计量资料比较采用Kruskal-Wallis检验，计数资料比较采用秩和检验或Fisher精确检验。结果:胆道闭锁葛西术后组临床及病理胆汁淤积程度均显著低于未行葛西术组，肝纤维化程度亦显著减轻( P值均< 0.05)，但两组汇管区炎症程度总体差异无统计学意义( P > 0.05)，肝内浸润的免疫细胞类型差异有统计学意义（ P < 0.05)。与未行葛西术组相比，葛西术后组汇管区CD3、CD8、白细胞介素-17A和Foxp3阳性细胞浸润显著减少( P值均< 0.05)，但两组间Foxp3/CD4阳性细胞比例差异无统计学意义( P>0.05)，持续低于对照组( P < 0.05)。与未行葛西术组相比，葛西术后组汇管区Foxp3/白细胞介素-17A、Foxp3/CD8阳性细胞比例未见显著升高( P值均> 0.05)，仍持续低于对照组；小叶内Foxp3/白细胞介素-17A、Foxp3/CD8阳性细胞比例显著降低（ P值均< 0.05)。 结论:肝内炎性细胞浸润及调节性/效应性T淋巴细胞比例失衡在胆道闭锁葛西术后胆汁淤积消退患者中持续存在，可能是促进疾病进展的一个重要因素。

为探究刺槐人工林根际和非根际土壤微生物元素利用效率的季节差异及其影响因素,在黄土高原选取3个季节(春季、夏季、秋季)人工林根际和非根际土壤为研究对象,测定土壤理化性质、微生物生物量和酶活性等指标,计算化学计量失衡、矢量特征及元素利用效率.结果表明,季节动态显著影响化学计量失衡,根际和非根际C:N失衡在季节上均表现为先增加后降低的趋势,而C:P和N:P失衡则相反.矢量长度和矢量角度的变化表明根际与非根际土壤微生物均在夏季受到较强的碳、氮限制,而在春、秋季受到较强的磷限制.季节动态对微生物元素利用效率有显著影响,其中碳利用效率在夏季最低,而氮、磷利用效率在夏季最高.偏最小二乘路径模型结果表明,根际和非根际土壤微生物均通过矢量特征和胞外酶活性间接地影响元素利用效率,而非根际土壤微生物化学计量失衡对元素利用效率有直接影响.研究结果有助于深入理解人工林根际和非根际土壤微生物的养分利用机制,为生态脆弱地区的人工林管理提供理论依据.

近年来大量的氮添加实验表明,持续氮沉降往往会造成植物生长由氮限制转变为磷限制或氮磷共限制,但目前还很少有报道涉及磷添加或氮磷共同添加以研究氮磷元素之间的平衡/失衡的生态后果.本研究依托额尔古纳氮磷添加平台,研究了草甸草原4种优势植物羊草(Leymus chinensis)、贝加尔针茅(Stipa baicalensis)、狭叶柴胡(Bupleurum scorzonerifolium)和披针叶黄华(Thermopsis lanceolata)根系及叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)含量与计量特征的变化.结果表明:氮添加或磷添加对4种植物根、叶部的C含量均无显著影响;磷添加对羊草、贝加尔针茅和狭叶柴胡的根、叶部N含量和C∶N无显著影响,对羊草根部、狭叶柴胡叶部的P含量和C∶P也无显著影响,但显著增加了羊草叶、狭叶柴胡根以及贝加尔针茅根和叶部的P含量,降低了其C∶P;氮添加显著提高了羊草、贝加尔针茅和狭叶柴胡根、叶部的N含量,降低了其C∶N,对羊草和狭叶柴胡根、叶部的P含量和C∶P无显著影响,但显著增加贝加尔针茅根、叶部的P含量和降低其C∶P,同时显著提高了羊草、贝加尔针茅和狭叶柴胡根、叶部的N∶P;氮添加和磷添加对豆科植物披针叶黄华根、叶部的养分含量与计量特征均无显著影响;氮磷添加对4种植物根、叶部养分含量与计量特征的影响均不存在显著交互作用.研究结果说明,物种属性在决定植物养分和化学计量特征对养分富集的响应方面发挥着重要作用.不同物种养分含量和计量特征发生的改变对于预测未来养分富集情况下植物群落组成的改变将具有重要参考意义.

目的 探讨大鼠免疫性肝损伤模型建立的方法以及辅助性T淋巴细胞(Th)17/调节性T淋巴细胞(Treg)失衡在免疫性肝炎大鼠模型中的变化特点.方法 采用随机数字表法将30只雌性Wistar大鼠分为3组,每组10只,分别是急性免疫性肝损伤模型(AC)组、慢性免疫性肝损伤模型(CC)组和健康对照(HC)组.AC组和CC组分别通过尾静脉注射 α-galcer和刀豆蛋白A(ConA)建立,HC组注射等量的生理盐水.建模成功后检测血清转氨酶ALT、AST等;HE染色观察大鼠肝脏病理改变;免疫组化法检测肝脏中Foxp3、RORγt蛋白表达.外周血和脾脏悬液中Th17、Treg细胞频率变化采用流式细胞分析术检测并计算Th17/Treg比值.计量资料多组间比较采用单因素方差分析,进一步两两比较用SNK-q检验.结果 与HC组比较,AC组、CC组血清中ALT、AST、TBil均升高,Alb水平降低,差异均有统计学意义(F值分别为14.782、20.765、16.088、74.181,P值均<0.001).HE染色,与HC组相比,AC组、CC组分别出现急慢性肝细胞损伤改变.与HC组相比,AC组Th17细胞频率及蛋白(RORγt)水平均显著升高(P值均<0.05),Treg细胞频率亦升高(P<0.05),Th17/Treg比值也显著上升(P<0.05);CC组Th17细胞频率、Treg细胞频率均显著升高,Th17/Treg比值明显下降(P值均<0.05).结论 α-galce及ConA均可成功建立免疫性肝损伤模型,均未出现死亡,肝组织学及血清生化学变化符合急、慢性免疫性肝炎特点.Th17/Treg失衡在炎症反应、组织损伤中发挥了重要作用,且与其免疫状态和病情进展密切相关.

为了探讨不同覆盖年限下雷竹(Phyllostachys praecox)细根碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量特征,明确雷竹细根养分动态对覆盖经营措施的响应,为实现雷竹笋用林地养分平衡和高效经济效益提供理论依据.该研究以雅安市雨城区草坝镇已开展连续4年覆盖(LM)、连续2年覆盖(SM)、不覆盖(CK)3种不同覆盖年限下的笋用雷竹林为研究对象,覆盖材料为谷壳(上层保温层)和稻草(下层增温层),在每个标准地内“S”形布设采样点并使用根系取样器对0～30 cm土层细根于各季节取样,分析计算不同覆盖年限下雷竹细根C、N、P的化学计量特征.结果 显示:(1)覆盖年限和季节均能显著影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比,与季节相比覆盖年限是影响雷竹细根C、N、P含量及其化学计量比的更关键因素.(2)SM能增高细根养分含量,而LM会降低细根养分含量,覆盖影响细根C、N养分含量的季节变化规律,而不影响P的季节变化规律.(3)3种处理的C/N、C/P、N/P均分别具有相同的季节变化规律,SM降低雷竹细根各季节和年平均C/N,而LM增加雷竹细根各季节和年平均C/N,SM和LM均能降低雷竹细根各季节和年平均C/P和N/P,LM较SM各季节和年平均C/P增大,但两者各季节N/P差异均不显著(P＞0.05).(4)相关性分析显示,覆盖年限增长会使雷竹细根C、N、P及其化学计量比之间形成更为复杂的显著相关关系.研究表明,长期连续覆盖会降低雷竹细根C、N、P含量,同时造成细根养分失衡,雷竹林的覆盖经营需降低连续覆盖时间,采取短期覆盖经营措施,给细根休养恢复的时间,从而达到雷竹笋用林可持续经营目的.

大气氮(N)沉降增加加速了土壤N循环,引起微生物生物量碳(C):N:磷(P)生态化学计量关系失衡、植物种丧失和生态系统服务功能降低等问题.开展N添加下植物群落组成与微生物生物量生态化学计量特征关系的研究,可为深入了解N沉降增加引起植物多样性降低的机理提供新思路.该文以宁夏荒漠草原为研究对象,探讨了N添加下植物生物量和群落多样性的变化趋势,分析了微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征独立及其与其他土壤因子共同对植物群落组成的影响.结果 表明:N添加下猪毛菜(Salsola collina)生物量呈显著增加趋势,牛枝子(Lespedeza potaninii)生物量呈逐渐降低趋势,其他植物种生物量亦呈降低趋势但未达到显著水平;沿N添加梯度,Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数和Patrick丰富度指数均呈先略有增加后逐渐降低的趋势;N添加提高了微生物生物量N含量和N∶P,降低了微生物生物量C:N;植物群落组成与微生物生物量N含量、微生物生物量C∶N、微生物生物量N∶P、土壤NO3--N浓度、土壤N-H4+-N浓度以及土壤全P含量有较强的相关关系;微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征对植物种群生物量和群落多样性变化的独立解释力较弱,但却与其他土壤因子共同解释了较大变差,意味着N添加下微生物生物量C∶N∶P生态化学计量特征对植物群落组成的影响与其他土壤因子高度相关.

城市化进程中强烈的人为干扰活动导致城市绿地土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其生态化学计量平衡特征在空间上发生分异.本研究选取南充市主城区“城-郊-乡”梯度下7个不同距离区域(以五星花园为中心)的绿地土壤为对象,采集0～10 cm和10～20cm土层的土壤样品,测定其有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)的含量并分析其生态化学计量特征.结果 表明:南充市主城三区绿地土壤SOC、TP含量在沿“城-郊-乡”梯度下总体随距城市中心距离增加呈显著降低趋势,而TN在“城-郊-乡”梯度下变化不明显;随着土层加深,各距离区域绿地土壤SOC、TN和TP含量均减少,其中以SOC和TN降低幅度最大.沿“城-郊-乡”梯度,绿地土壤C∶N和C∶P在南充主城区呈现降低趋势,且均明显低于国内平均水平;而绿地土壤N∶P在“城-郊-乡”梯度下有增加的趋势,但仍低于国内平均水平.与中国非城市土壤的平均水平相比,南充城市土壤C、N、P比例严重失衡.

分析人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其化学计量特征,对于了解森林土壤养分丰缺和养分平衡从而制定科学合理的经营管理策略具有重要意义.以伏牛山南麓西峡县2个林龄(26年和38年)各自4种林分密度(725、900、1 031、1 250株/hm2)的山茱萸(Cornus officinalis)人工林为研究对象,测定0-30 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算C∶N、C∶P和N∶P,分析林龄、林分密度对土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量特征的影响,探索土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比相互间的关系.结果表明,山茱萸人工林整体土壤SOC和TN含量丰富,TP含量匮乏;C∶P和N∶P较高,元素比例严重失衡,P有效性低.林龄38年的土壤SOC、TN、TP含量及C∶N、C∶P、N∶P均高于林龄26年,除C∶N外,其他差异均达显著水平(P＜0.05).林分密度对山茱萸人工林土壤SOC、TN、TP含量及其计量比均存在极显著(P＜0.001)影响,林龄26年和38年的土壤C∶P和N∶P均以密度1 031株/hm2的最高,表明该密度下土壤的C、P和N、P比例失衡严重.山茱萸人工林整体土壤TN与TP、C∶N与C∶P的最优关系可用二次函数表示,前者达极显著水平(P＜0.01),后者不显著(P＞0.05),其他土壤C、N、P及计量比相互间呈显著或极显著线性关系;从关系强度来看,C∶N和N∶P主要受TN含量影响,C∶P主要受TP含量影响.由此可见,在山茱萸人工林经营管理中,针对土壤P元素的不足应适量补充施加,调节各元素之间的计量比,进一步促进群落发展.

植物生态化学计量学是生态化学计量学的重要分支,主要研究植物器官元素含量的计量特征,以及它们与环境因子、生态系统功能之间的关系.19世纪,化学家们通过室内实验,分析了植物器官的元素含量,开始了对植物化学元素之间关系的探索.如今,生态学家通过野外采样和控制实验,探索植物化学元素计量特征的变化规律、对全球变化的响应以及与植物功能属性之间的关系,促进了植物生态化学计量学的快速发展.该文在概述植物生态化学计量学发展简史的基础上,综述了19世纪以来该领域的研究进展.首先,该文将植物生态化学计量学的发展历程概括为思想萌芽期、假说奠基期和理论构建期3个时期,对各个时期的主要研究进行了简要回顾和梳理.第二,概述了植物主要器官的化学计量特征,尤其是陆生植物叶片氮(N)和磷(P)的计量特征.总体上,全球陆生植物叶片N、P含量和N∶P(质量比)的几何平均值分别为18.74 mg·g-1、1.21 mg·g-1和15.55(与16∶1的Redfield比一致);在物种或群落水平上,叶片N和P含量一般呈现随温度升高、降水增加而降低的趋势.不同生活型植物叶片N和P计量特征差异明显,尤其是草本植物叶片N和P含量高于木本植物,落叶阔叶木本植物叶片N和P含量高于常绿木本植物.与叶片相比,细根和其他器官化学计量特征研究较少.第三,总结了养分添加实验对植物化学元素计量特征的影响.总体上,N添加一般会提高土壤N的可利用性,使植物器官中N含量和N∶P升高,在一定程度上提高植物生产力;P添加可能会缓解过量N输入导致的N-P失衡问题,提高植物器官P含量.但是,长期过量施肥会打破植物器官原有的元素间计量关系,导致元素计量关系失衡和生产力下降.第四,梳理总结了植物生态化学计量学的重要理论、观点和假说,主要包括刻画化学计量特征与植物生长功能关系的功能关联假说、刻画化学计量特征与环境因子关系的环境关联假说或理论以及刻画化学计量特征与植物进化历史关系的进化关联假说.最后,指出了植物生态化学计量学研究中存在的问题,展望了10个未来需要重点关注的研究方向.